Add another believed-correct subtitle timing fix.
[dcpomatic.git] / src / lib / ffmpeg.cc
index fa369dda429c9342c2b08eed7a4b74ee50a38c35..503f8e51cf13b146d25d81d443688428a87e5f97 100644 (file)
 /*
 /*
-    Copyright (C) 2013-2014 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
+    Copyright (C) 2013-2021 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
 
 
-    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+    This file is part of DCP-o-matic.
+
+    DCP-o-matic is free software; you can redistribute it and/or modify
     it under the terms of the GNU General Public License as published by
     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
     (at your option) any later version.
 
     it under the terms of the GNU General Public License as published by
     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
     (at your option) any later version.
 
-    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    DCP-o-matic is distributed in the hope that it will be useful,
     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
     GNU General Public License for more details.
 
     You should have received a copy of the GNU General Public License
     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
     GNU General Public License for more details.
 
     You should have received a copy of the GNU General Public License
-    along with this program; if not, write to the Free Software
-    Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+    along with DCP-o-matic.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 
 */
 
 
 */
 
+
+#include "ffmpeg.h"
+#include "ffmpeg_content.h"
+#include "film.h"
+#include "exceptions.h"
+#include "util.h"
+#include "log.h"
+#include "dcpomatic_log.h"
+#include "ffmpeg_subtitle_stream.h"
+#include "ffmpeg_audio_stream.h"
+#include "digester.h"
+#include "compose.hpp"
+#include "config.h"
+#include <dcp/raw_convert.h>
 extern "C" {
 #include <libavcodec/avcodec.h>
 #include <libavformat/avformat.h>
 #include <libswscale/swscale.h>
 }
 extern "C" {
 #include <libavcodec/avcodec.h>
 #include <libavformat/avformat.h>
 #include <libswscale/swscale.h>
 }
-#include <dcp/raw_convert.h>
-#include "ffmpeg.h"
-#include "ffmpeg_content.h"
-#include "ffmpeg_audio_stream.h"
-#include "ffmpeg_subtitle_stream.h"
-#include "exceptions.h"
-#include "util.h"
+#include <boost/algorithm/string.hpp>
+#include <iostream>
 
 #include "i18n.h"
 
 
 #include "i18n.h"
 
+
 using std::string;
 using std::cout;
 using std::string;
 using std::cout;
-using boost::shared_ptr;
+using std::cerr;
+using std::vector;
+using std::shared_ptr;
+using boost::optional;
 using dcp::raw_convert;
 using dcp::raw_convert;
+using namespace dcpomatic;
+
 
 boost::mutex FFmpeg::_mutex;
 
 
 boost::mutex FFmpeg::_mutex;
 
-FFmpeg::FFmpeg (boost::shared_ptr<const FFmpegContent> c)
+
+FFmpeg::FFmpeg (std::shared_ptr<const FFmpegContent> c)
        : _ffmpeg_content (c)
        : _ffmpeg_content (c)
-       , _avio_buffer (0)
-       , _avio_buffer_size (4096)
-       , _avio_context (0)
-       , _format_context (0)
-       , _frame (0)
-       , _video_stream (-1)
 {
        setup_general ();
        setup_decoders ();
 }
 
 {
        setup_general ();
        setup_decoders ();
 }
 
+
 FFmpeg::~FFmpeg ()
 {
        boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 
 FFmpeg::~FFmpeg ()
 {
        boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 
-       for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
-               avcodec_close (_format_context->streams[i]->codec);
+       for (auto& i: _codec_context) {
+               avcodec_free_context (&i);
        }
 
        av_frame_free (&_frame);
        avformat_close_input (&_format_context);
 }
 
        }
 
        av_frame_free (&_frame);
        avformat_close_input (&_format_context);
 }
 
+
 static int
 avio_read_wrapper (void* data, uint8_t* buffer, int amount)
 {
        return reinterpret_cast<FFmpeg*>(data)->avio_read (buffer, amount);
 }
 
 static int
 avio_read_wrapper (void* data, uint8_t* buffer, int amount)
 {
        return reinterpret_cast<FFmpeg*>(data)->avio_read (buffer, amount);
 }
 
+
 static int64_t
 avio_seek_wrapper (void* data, int64_t offset, int whence)
 {
        return reinterpret_cast<FFmpeg*>(data)->avio_seek (offset, whence);
 }
 
 static int64_t
 avio_seek_wrapper (void* data, int64_t offset, int whence)
 {
        return reinterpret_cast<FFmpeg*>(data)->avio_seek (offset, whence);
 }
 
+
+void
+FFmpeg::ffmpeg_log_callback (void* ptr, int level, const char* fmt, va_list vl)
+{
+       if (level > AV_LOG_WARNING) {
+               return;
+       }
+
+       char line[1024];
+       static int prefix = 0;
+       av_log_format_line (ptr, level, fmt, vl, line, sizeof (line), &prefix);
+       string str (line);
+       boost::algorithm::trim (str);
+       dcpomatic_log->log (String::compose ("FFmpeg: %1", str), LogEntry::TYPE_GENERAL);
+}
+
+
 void
 FFmpeg::setup_general ()
 {
 void
 FFmpeg::setup_general ()
 {
-       av_register_all ();
+       /* This might not work too well in some cases of multiple FFmpeg decoders,
+          but it's probably good enough.
+       */
+       av_log_set_callback (FFmpeg::ffmpeg_log_callback);
 
        _file_group.set_paths (_ffmpeg_content->paths ());
 
        _file_group.set_paths (_ffmpeg_content->paths ());
-       _avio_buffer = static_cast<uint8_t*> (wrapped_av_malloc (_avio_buffer_size));
+       _avio_buffer = static_cast<uint8_t*> (wrapped_av_malloc(_avio_buffer_size));
        _avio_context = avio_alloc_context (_avio_buffer, _avio_buffer_size, 0, this, avio_read_wrapper, 0, avio_seek_wrapper);
        _avio_context = avio_alloc_context (_avio_buffer, _avio_buffer_size, 0, this, avio_read_wrapper, 0, avio_seek_wrapper);
+       if (!_avio_context) {
+               throw std::bad_alloc ();
+       }
        _format_context = avformat_alloc_context ();
        _format_context = avformat_alloc_context ();
+       if (!_format_context) {
+               throw std::bad_alloc ();
+       }
        _format_context->pb = _avio_context;
        _format_context->pb = _avio_context;
-       
-       AVDictionary* options = 0;
-       /* These durations are in microseconds, and represent how far into the content file
-          we will look for streams.
-       */
-       av_dict_set (&options, "analyzeduration", raw_convert<string> (5 * 60 * 1000000).c_str(), 0);
-       av_dict_set (&options, "probesize", raw_convert<string> (5 * 60 * 1000000).c_str(), 0);
-       
-       if (avformat_open_input (&_format_context, 0, 0, &options) < 0) {
-               throw OpenFileError (_ffmpeg_content->path(0).string ());
+
+       AVDictionary* options = nullptr;
+       int e = avformat_open_input (&_format_context, 0, 0, &options);
+       if (e < 0) {
+               throw OpenFileError (_ffmpeg_content->path(0).string(), e, OpenFileError::READ);
        }
 
        if (avformat_find_stream_info (_format_context, 0) < 0) {
        }
 
        if (avformat_find_stream_info (_format_context, 0) < 0) {
@@ -104,29 +139,49 @@ FFmpeg::setup_general ()
 
        /* Find video stream */
 
 
        /* Find video stream */
 
+       optional<int> video_stream_undefined_frame_rate;
+
        for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
        for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
-               AVStream* s = _format_context->streams[i];
-               if (s->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
-                       _video_stream = i;
+               auto s = _format_context->streams[i];
+               if (s->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && avcodec_find_decoder(s->codecpar->codec_id)) {
+                       if (s->avg_frame_rate.num > 0 && s->avg_frame_rate.den > 0) {
+                               /* This is definitely our video stream */
+                               _video_stream = i;
+                       } else {
+                               /* This is our video stream if we don't get a better offer */
+                               video_stream_undefined_frame_rate = i;
+                       }
                }
        }
 
                }
        }
 
-       if (_video_stream < 0) {
-               throw DecodeError (N_("could not find video stream"));
+       /* Files from iTunes sometimes have two video streams, one with the avg_frame_rate.num and .den set
+          to zero.  Only use such a stream if there is no alternative.
+       */
+       if (!_video_stream && video_stream_undefined_frame_rate) {
+               _video_stream = video_stream_undefined_frame_rate.get();
+       }
+
+       /* Ignore video streams with crazy frame rates.  These are usually things like album art on MP3s. */
+       if (_video_stream && av_q2d(av_guess_frame_rate(_format_context, _format_context->streams[_video_stream.get()], 0)) > 1000) {
+               _video_stream = optional<int>();
        }
 
        }
 
-       /* Hack: if the AVStreams have zero IDs, put some in.  We
-          use the IDs so that we can cope with VOBs, in which streams
+       /* Hack: if the AVStreams have duplicate IDs, replace them with our
+          own.  We use the IDs so that we can cope with VOBs, in which streams
           move about in index but remain with the same ID in different
           move about in index but remain with the same ID in different
-          VOBs.  However, some files have all-zero IDs, hence this hack.
+          VOBs.  However, some files have duplicate IDs, hence this hack.
        */
        */
-          
-       uint32_t i = 0;
-       while (i < _format_context->nb_streams && _format_context->streams[i]->id == 0) {
-               ++i;
+
+       bool duplicates = false;
+       for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
+               for (uint32_t j = i + 1; j < _format_context->nb_streams; ++j) {
+                       if (_format_context->streams[i]->id == _format_context->streams[j]->id) {
+                               duplicates = true;
+                       }
+               }
        }
 
        }
 
-       if (i == _format_context->nb_streams) {
+       if (duplicates) {
                /* Put in our own IDs */
                for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
                        _format_context->streams[i]->id = i;
                /* Put in our own IDs */
                for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
                        _format_context->streams[i]->id = i;
@@ -135,67 +190,165 @@ FFmpeg::setup_general ()
 
        _frame = av_frame_alloc ();
        if (_frame == 0) {
 
        _frame = av_frame_alloc ();
        if (_frame == 0) {
-               throw DecodeError (N_("could not allocate frame"));
+               throw std::bad_alloc ();
        }
 }
 
        }
 }
 
+
 void
 FFmpeg::setup_decoders ()
 {
        boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 
 void
 FFmpeg::setup_decoders ()
 {
        boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 
+       _codec_context.resize (_format_context->nb_streams);
        for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
        for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
-               AVCodecContext* context = _format_context->streams[i]->codec;
-               
-               AVCodec* codec = avcodec_find_decoder (context->codec_id);
+               auto codec = avcodec_find_decoder (_format_context->streams[i]->codecpar->codec_id);
                if (codec) {
                if (codec) {
-                       if (avcodec_open2 (context, codec, 0) < 0) {
-                               throw DecodeError (N_("could not open decoder"));
+                       auto context = avcodec_alloc_context3 (codec);
+                       if (!context) {
+                               throw std::bad_alloc ();
+                       }
+                       _codec_context[i] = context;
+
+                       int r = avcodec_parameters_to_context (context, _format_context->streams[i]->codecpar);
+                       if (r < 0) {
+                               throw DecodeError ("avcodec_parameters_to_context", "FFmpeg::setup_decoders", r);
                        }
                        }
-               }
 
 
-               /* We are silently ignoring any failures to find suitable decoders here */
+                       context->thread_count = 8;
+                       context->thread_type = FF_THREAD_FRAME | FF_THREAD_SLICE;
+
+                       AVDictionary* options = nullptr;
+                       /* This option disables decoding of DCA frame footers in our patched version
+                          of FFmpeg.  I believe these footers are of no use to us, and they can cause
+                          problems when FFmpeg fails to decode them (mantis #352).
+                       */
+                       av_dict_set (&options, "disable_footer", "1", 0);
+                       /* This allows decoding of some DNxHR 444 and HQX files; see
+                          https://trac.ffmpeg.org/ticket/5681
+                       */
+                       av_dict_set_int (&options, "strict", FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL, 0);
+                       /* Enable following of links in files */
+                       av_dict_set_int (&options, "enable_drefs", 1, 0);
+
+                       r = avcodec_open2 (context, codec, &options);
+                       if (r < 0) {
+                               throw DecodeError (N_("avcodec_open2"), N_("FFmpeg::setup_decoders"), r);
+                       }
+               } else {
+                       dcpomatic_log->log (String::compose ("No codec found for stream %1", i), LogEntry::TYPE_WARNING);
+               }
        }
 }
 
        }
 }
 
-AVCodecContext *
-FFmpeg::video_codec_context () const
-{
-       return _format_context->streams[_video_stream]->codec;
-}
 
 AVCodecContext *
 
 AVCodecContext *
-FFmpeg::audio_codec_context () const
+FFmpeg::video_codec_context () const
 {
 {
-       if (!_ffmpeg_content->audio_stream ()) {
-               return 0;
+       if (!_video_stream) {
+               return nullptr;
        }
        }
-       
-       return _ffmpeg_content->audio_stream()->stream(_format_context)->codec;
+
+       return _codec_context[_video_stream.get()];
 }
 
 }
 
+
 AVCodecContext *
 FFmpeg::subtitle_codec_context () const
 {
 AVCodecContext *
 FFmpeg::subtitle_codec_context () const
 {
-       if (!_ffmpeg_content->subtitle_stream ()) {
-               return 0;
+       auto str = _ffmpeg_content->subtitle_stream();
+       if (!str) {
+               return nullptr;
        }
        }
-       
-       return _ffmpeg_content->subtitle_stream()->stream(_format_context)->codec;
+
+       return _codec_context[str->index(_format_context)];
 }
 
 }
 
+
 int
 FFmpeg::avio_read (uint8_t* buffer, int const amount)
 {
        return _file_group.read (buffer, amount);
 }
 
 int
 FFmpeg::avio_read (uint8_t* buffer, int const amount)
 {
        return _file_group.read (buffer, amount);
 }
 
+
 int64_t
 FFmpeg::avio_seek (int64_t const pos, int whence)
 {
        if (whence == AVSEEK_SIZE) {
                return _file_group.length ();
        }
 int64_t
 FFmpeg::avio_seek (int64_t const pos, int whence)
 {
        if (whence == AVSEEK_SIZE) {
                return _file_group.length ();
        }
-       
+
        return _file_group.seek (pos, whence);
 }
        return _file_group.seek (pos, whence);
 }
+
+
+FFmpegSubtitlePeriod
+FFmpeg::subtitle_period (AVPacket const* packet, AVStream const* stream, AVSubtitle const & sub)
+{
+       auto const packet_time = ContentTime::from_seconds (packet->pts * av_q2d(stream->time_base));
+
+       if (sub.end_display_time == 0 || sub.end_display_time == static_cast<uint32_t>(-1)) {
+               /* End time is not known */
+               return FFmpegSubtitlePeriod (packet_time + ContentTime::from_seconds (sub.start_display_time / 1e3));
+       }
+
+       return FFmpegSubtitlePeriod (
+               packet_time + ContentTime::from_seconds (sub.start_display_time / 1e3),
+               packet_time + ContentTime::from_seconds (sub.end_display_time / 1e3)
+               );
+}
+
+
+/** Compute the pts offset to use given a set of audio streams and some video details.
+ *  Sometimes these parameters will have just been determined by an Examiner, sometimes
+ *  they will have been retrieved from a piece of Content, hence the need for this method
+ *  in FFmpeg.
+ */
+ContentTime
+FFmpeg::pts_offset (vector<shared_ptr<FFmpegAudioStream>> audio_streams, optional<ContentTime> first_video, double video_frame_rate) const
+{
+       /* Audio and video frame PTS values may not start with 0.  We want
+          to fiddle them so that:
+
+          1.  One of them starts at time 0.
+          2.  The first video PTS value ends up on a frame boundary.
+
+          Then we remove big initial gaps in PTS and we allow our
+          insertion of black frames to work.
+
+          We will do:
+            audio_pts_to_use = audio_pts_from_ffmpeg + pts_offset;
+            video_pts_to_use = video_pts_from_ffmpeg + pts_offset;
+       */
+
+       /* First, make one of them start at 0 */
+
+       auto po = ContentTime::min ();
+
+       if (first_video) {
+               po = - first_video.get ();
+       }
+
+       for (auto i: audio_streams) {
+               if (i->first_audio) {
+                       po = max (po, - i->first_audio.get ());
+               }
+       }
+
+       /* If the offset is positive we would be pushing things from a -ve PTS to be played.
+          I don't think we ever want to do that, as it seems things at -ve PTS are not meant
+          to be seen (use for alignment bars etc.); see mantis #418.
+       */
+       if (po > ContentTime ()) {
+               po = ContentTime ();
+       }
+
+       /* Now adjust so that the video pts starts on a frame */
+       if (first_video) {
+               auto const fvc = first_video.get() + po;
+               po += fvc.ceil (video_frame_rate) - fvc;
+       }
+
+       return po;
+}